2022年6月份，Frontiers in Plant Science（2022年影响因子6.627）在线发表了陈松笔研究员团队题为“Systematic Analysis of bHLH Transcription Factors in Cassava Uncovers Their Roles in Postharvest Physiological Deterioration and Cyanogenic Glycosides Biosynthesis”的研究论文。该研究系统展示了木薯bHLH家族结构特征及其在采后生理腐烂（PPD）及氰苷合成（CGs）中的功能。

bHLH转录因子在植物生物及非生物胁迫中发挥着重要作用，但有关bHLH家族在木薯中的系统分析并未报道，同时其家族成员在调控木薯块根PPD及CGs合成中的功能研究也鲜见报道。研究共鉴定148个MebHLHs被划分成19个类群。不同腐烂程度木薯块根（图1A）的转录组数据显示117个MebHLH基因在PPD过程中发生改变，其中65个MebHLH基因变化显著（图1B）。同时，对15个MebHLH基因在PPD过程中进行qPCR分析，表明它们均对PPD过程敏感，该结果显示这些基因可能参与PPD过程的转录调控。

图1木薯块根PPD过程中MebHLH基因表达谱

A, 不同PPD程度木薯块根; B, PPD过程中差异表达MebHLH热图；C,差异基因韦恩图

通过瞬时转化烟草确定MebHLH72定位于细胞核，MebHLH114定位于细胞质（图2A）。构建木薯MebHLH72和MebHLH114的VIGS载体并侵染木薯叶片获得该基因的沉默株系（图2B，2C），发现沉默株系叶片中亚麻仁苦苷含量与对照相比显著降低，并且参与CGs生物合成的关键基因MeCYP79D1、MeCYP79D2和MeCYP71E的表达量也显著下调（图2D），因此推断MebHLH72和MebHLH114是参与CGs生物合成的关键基因。MebHLH基因家族的全基因组鉴定和表达谱分析为阐述其在PPD和CGs中的功能奠定了基础，同时为提高木薯块根耐PPD能力及降低CGs含量提供新思路。

图2 MebHLH72和MebHLH114亚细胞定位及VIGS沉默株系鉴定

A, MebHLH72和MebHLH114亚细胞定位; B, MebHLH72和MebHLH114沉默株系表型；C, 沉默株系基因相对表达水平分析；C, CGs合成关键基因表达分析

安飞飞副研究员和肖鑫辉助理研究员为论文共同第一作者，陈松笔研究员和蔡杰副研究员为共同通讯作者。该工作得到国家重点研发计划、国家木薯产业技术体系及海南省重点研发计划的资助。